ELECTRÓNICA PRIMER AÑO

SEMICONDUCTORES
El semiconductor es un material formado por silicio o germanio, en aleación con otro material, por ejemplo: aluminio con
defecto de electrones.
Existen dos tipos de material semiconductor: material tipo “P” y material tipo “N”.
El semiconductor tipo “P” está formado por silicio ó germanio e impurezas con defecto de electrones.
El semiconductor tipo “N” está formado por silicio ó germanio e impurezas con exceso de electrones.
Los componentes semiconductores se obtienen combinando capas de material tipo “P” y material tipo “N”.

Ejemplos:

DIODO TRANSISTOR

A P N K E N P N C

B E = EMISOR
A = ANODO B = BASE
K = KATODO C = COLECTOR

E P N P C

DIODOS

El diodo es un dispositivo semiconductor que está formado por una capa de material tipo “P” y una capa de material tipo
“N”. El funcionamiento depende de la polarización.
Polarizar un semiconductor, significa asignarle una determinada polaridad eléctrica.

juntura

++++++++++++++ ----------------------
A ++++++++++++++ ----------------------
K
++++++++++++++ ----------------------
++++++++++++++ ----------------------
NOTA: En los diodos de silicio, la tensión debe ser
mayor a 0,6v para permitir conductividad y en los
Zona de carga
diodos de germanio mayor a 0,2v.
espacial

POLARIZACION DIRECTA

Cuando se unen dos materiales semiconductores, uno tipo “P” y otro tipo “N”, se genera en el enlace (juntura) una zona de
carga espacial que determina una barrera de potencial que en el silicio equivale a 0,6v y en el germanio equivale a 0,2v.

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ELECTRÓNICA PRIMER AÑO

Vδ = 0,6v

+ -
+ + - -
+ -
+ -

V R = 5,4v

+ -

6v

Cuando conectamos un diodo en Polarización Directa decimos que conduce siempre y cuando la tensión aplicada supere la
barrera de potencial que se denomina Tensión de Ruptura (Vδ).

TENSION DE RUPTURA SILICIO = (VδSi = 0,6V)

TENSION DE RUPTURA GERMANIO = (VδGe = 0,2V)

Para limitar la corriente se coloca la resistencia (Ω) en serie protegiendo al diodo, ya que si no estuviera, éste se pondría en
cortocircuito.

POLARIZACION INVERSA

Cuando se polariza un diodo en inversa, las cargas se alejan de la juntura agrandando la zona de carga espacial e
impidiendo la circulación de la corriente.

+ -
A P N K
+ -
+ -
+ -

Zona de carga espacial

I=0

- +
Los diodos se utilizan en la rectificación, que es la conversión de corriente alterna en continua, ya que dejan circular
corriente en un solo sentido.

DIODOS VARICAP

Los Diodos Varicap son aquellos que aprovechan el agrandamiento y el achicamiento de la zona de carga espacial, al
variar la tensión inversa, generando efectos capacitivos.
Este tipo de diodos son utilizados en las etapas de sintonía y oscilador local en los sintonizadores que trabajan con sintonía
digital.
SIMBOLO:

A K

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DIODOS ZENER

Los Diodos Zener tienen la característica de comportarse como un diodo normal, es decir que en polarización directa
dejan circular corriente y en inversa no, hasta un determinado valor que se llama TENSION DE ZENER, a partir del cual
empieza a derivar corriente.
El aspecto físico es el de un diodo normal y el valor de la tensión de zener viene indicado en el encapsulado ya sea en
forma directa o codificada.
SIMBOLO:

K
NOMENCLATURAS
BZX ............. 5V C
IN5242 ............. 12V 0,5W 9
.
IN5242A ............. 12V 0,5W 1
C9.1
A

EJEMPLO:

PARALELO SERIE
6,9V
+ 6,3V
+ + +

5,1V 5,7V
12V 12V

- - - -

En una reparación es muy importante cambiar los componentes dañados por otros de similares características. En el caso de
los diodos se deben tener en cuenta: la corriente máxima, la tensión inversa máxima y la velocidad de corte.

TRANSISTORES
Existen varios tipos de transistores: podemos citar los bipolares (PNP y NPN) y los de efecto de campo (J-FET y MOS-
FET).
Los transistores bipolares están formados por tres capas semiconductoras con diferentes dopajes de impurezas. Podemos
encontrarnos con transistores de tipo NPN ó PNP.

E P N P C E N P N C

B B
SÍMBOLO:

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NPN PNP

C C
B B

E E

Los transistores bipolares tienen la particularidad de formar dos junturas generadas por la combinación de las capas de
material tipo P y N. Las diferentes formas de funcionamiento del transistor dependen de la polarización del mismo.
La polarización le da al transistor el punto de funcionamiento o Punto de trabajo (punto Q).
Básicamente el transistor funciona como amplificador o como llave.

TRANSISTOR COMO LLAVE

Los transistores bipolares se comportan como una llave entre los terminales colector (C) y emisor (E), comandada por la
base (B).
El transistor como llave funciona en dos zonas que reciben el nombre de: Zona de Saturación y Zona de Corte.

TRANSISTOR EN ZONA DE SATURACION

El transistor en zona de saturación funciona como una llave cerrada entre colector y emisor, comandada por la base.
Como la juntura base-emisor funciona como un diodo, la tensión entre estos dos terminales debe ser mayor a 0,7V en
polarización directa.

SATURACION

NPN PNP
+ -
C C + C -
B
B caída de B
+ 0,3v - caída de
tensión 0,3v tensión

E - E - + E +
VBE 0,7V VBE 0,7V

TRANSISTOR EN ZONA DE CORTE

Básicamente un transistor en zona de corte funciona como una llave abierta entre colector y emisor, comandada por la
base.
Como la juntura base-emisor funciona como un diodo, la tensión entre éstos terminales debe ser menor a 0,5v en
polarización directa o bien que dicha juntura quede polarizada en inversa.

CORTE

NPN PNP
+ -
C C + C -
B
B B
+ -

E - E - + E +
VBE 0,5V VBE 0,5V

FLIP-FLOPS
El Flip-Flop es un dispositivo que básicamente está formado por dos transistores que trabajan en corte y saturación en
forma alternativa.
Existen tres tipos de Flip-Flops: ASTABLE, MONOESTABLE y BIESTABLE.

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FLIP-FLOP ASTABLE:
El flip-flop astable es un oscilador, un circuito que conmuta automáticamente apenas encendido, generando una onda
cuadrada cuya frecuencia depende del valor de los capacitores.

FLIP-FLOP MONOESTABLE:
El flip-flop monoestable también está formado por dos transistores que trabajan en corte y en saturación, pero que
permanece estable en uno de sus estados hasta tanto se le obligue a cambiar aplicándole un pulso de disparo. Una vez
producido el cambio de estado, el circuito permanecerá durante un tiempo determinado en esta situación, y luego volverá
automáticamente al estado estable hasta tanto se aplique un nuevo pulso de disparo.
Este tipo de flip-flop es normalmente utilizado como temporizador.

FLIP-FLOP BIESTABLE:
El flip-flop biestable es un circuito formado por dos transistores que trabajan en corte y saturación, como en los casos
anteriores pero que permanece estable en cualquiera de sus dos estados, hasta tanto aparezca un pulso de disparo.

Todos estos dispositivos se encuentran comunmente como circuitos integrados.

CIRCUITO INTEGRADO 555:

El circuito integrado 555 se utiliza en muchas aplicaciones, pero básicamente funciona de dos formas diferentes:
1) Como oscilador (astable).
2) Como temporizador (monoestables).

CONFIGURACION DE TERMINALES
MASA (GND) TENSION DE ALIMENTACION (VCC)

DISPARO (TRIGGER) DESCARGA (DISCHARGE)

SALIDA (OUTPUT) 555 UMBRAL (THRES HOLD)

INICIO (RESET) CONTROL DE VOLTAJE (VOLTAJE CONTROL)

1) 555 COMO OSCILADOR: El 555como oscilador trabaja en una amplia gama de frecuencias que van desde menos
de 1Hz hasta aproximadamente 100kHz. Posee un circuito básico recomendado por el fabricante y adoptado por lo
general en todos los diseño.

Vc c
+
V
4 8 R1
1
7
R2 Vc
c
3 555 6
SALIDA
T1 T2 t
5 2
C T
.05µf
T = T1 + T2
T 1=(R1 + R2) x C x 0,69

T 2= R2 x C x 0,69

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EJEMPLO:

R1 = 1KΩ T1 = (1.000 Ω + 1.000.000 Ω ) x 0,000001A x 0,69 seg

R2 = 1MΩ T2 = 1.000.000Ω x 0,000001f x 0,69 seg = 0,695seg
C = 1µf T = 1,4 seg

EJEMPLO DE PRACTICA: INYECTOR DE SEÑALES

2K2 5K6
7 .22µf
8 4
3
5K6
6
9V LED
2 555

.1µf 1 5
.1µf

2) 555 COMO TEMPORIZADOR: El 555en su conexión de monoestable puede ser utilizado como temporizador.
EJEMPLO DE PRACTICA: TEMPORIZADOR CON SENSOR AL TACTO AJUSTABLE DE 1seg a 10min.

TRAFO RECTIFICADO
220 a 9v Vcc=12v

2,2MΩ RELAY
PLACA IN4148
METALICA 1MΩ 4K7
8
2 4

5
1K5 555 180Ω
6
3 BC337
7 1
470µf/16v 100Ω

TIRISTORES

SIMBOLO
A K TIRISTOR E
PNP
circuito
G interno B
C
NPN E
G
A = ANODO B
K = KATODO C
G = GATE ó COMPUERTA

6
K
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Prácticamente un TIRISTOR se comporta como un diodo ya que conduce la corriente en un solo sentido (Polarización
directa) luego de aplicar una tensión positiva en la compuerta con respecto al cátodo durante un instante. Mientras circule
una corriente entre ánodo y cátodo, superior a la de mantenimiento (I hold), el componente permanecerá activo por más que
haya desaparecido la corriente de disparo. Los tiristores utilizan los mismos encapsulados que los transistores.
En el momento de encender el circuito se puede producir el disparo del tiristor por derivada de tensión (salto brusco de
tensión entre ánodo y cátodo), aunque no reciba pulso de disparo. Este problema se puede solucionar colocando un capacitor
de valor adecuado entre ánodo y cátodo.

solución para derivada

de tensión

A K

También se puede disparar por derivada de corriente (salto brusco de corriente), esto puede evitarse colocando una
bobina en serie.
solución para derivada
de corriente
A K
L G

TIRISTOR COMO RECTIFICADOR CONTROLADO

A K VA
G

VG

pulso de disparo

VK

semiciclo rectificado

El tiristor puede ser utilizado como rectificador de media onda ya que básicamente funciona como un diodo.
La particularidad de este componente es que al variar la posición del pulso de disparo, se puede controlar la cantidad de
energía del semiciclo rectificado.

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TRIACS

SIMBOLO M1
M1

M1 = MAIN 1
M2 = MAIN 2
G = GATE ó COMPUERTA tiristores
M2
G

M2

El triac es un dispositivo que permite controlar a la onda de alterna tanto en el semiciclo positivo como en el negativo.
Su funcionamiento equivale a dos tiristores conectados en paralelo.

VLINEA

VDISPARO

pulsos de disparo

VCARGA

semiciclo rectificado

TRANSISTOR EN ZONA DE AMPLIFICACION

Para que el transistor trabaje en zona de amplificación se debe polarizar la juntura base-emisor en forma directa por un
valor de 0,6v. Esta polarización permitirá que pequeñas variaciones de corriente en la base, produzca grandes variaciones
pero proporcionales de corriente entre colector y emisor.
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ELECTRÓNICA PRIMER AÑO

Cuando el transistor trabaja en amplificación, se dice también que está en zona activa.

NPN PNP

Ic Ic
IB C IB C
B B
(+) (-)
E E
(-) (+)
VBE= 0,6V VBE= 0,6V

NPN =>> Positivo a colector y Negativo a emisor PNP =>> Positivo a emisor y Negativo a
colector

El transistor trabajando en zona activa ó de amplificación tiene una tensión de 0,6v en polarización directa entre base y
emisor; y una tensión entre colector y emisor que debe ser mayor a 1voltio y que en algunos circuitos puede llegar hasta
150voltios. Esta diferencia de potencial cuando se trata de un NPN tiene el positivo a colector y el negativo en
emisor, mientras que si se trata de PNP, el positivo irá conectado hacia el emisor y el negativo hacia el colector.

POLARIZACION DE LOS TRANSISTORES

Existen numerosos tipos de polarización. Estudiaremos la llamada autopolarización por fuente que es la más genérica.

vcc
IE = IC + IB
R1 RC

C
Ic
B

IB IE
E
IC
R2 RE HFE (ganancia) =
IB

De acuerdo a la figura anterior, R1 y R2 polarizan la base del transistor de manera que trabajen en forma activa. La
resistencia del colector (RC) fija la ganancia de la etapa y la resistencia de emisor (RE) se usa como factor de estabilidad
térmica.

CONFIGURACIÓN DE LOS TRANSISTORES

Los transistores en amplificación tienen distintas características de acuerdo a como se los conecte. Existen tres
configuraciones básicas:

1) EMISOR COMUN

2) COLECTOR COMUN

3) BASE COMUN

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ELECTRÓNICA PRIMER AÑO

TRANSISTOR EN EMISOR COMUN

Cuando la señal que se desea amplificar, ya sea de audiofrecuencia ó de radiofrecuencia, ingresa por la base y sale por el
colector, el transistor está conectado en emisor común.

SEÑAL DE
C
B SALIDA

SEÑAL DE
ENTRADA E

La configuración EMISOR COMUN presenta las siguientes características:

1) Ganancia en tensión elevada pero negativa, es decir que invierte la fase.
2) La ganancia en corriente (intensidad) es alta y positiva.
3) La impedancia (resistencia) de entrada es media alta.
4) La impedancia (resistencia) de salida es media baja.
Este tipo de configuración constituye lo que se conoce como amplificador clase "A"

TRANSISTOR EN COLECTOR COMUN

Cuando la señal ingresa por la base y sale por el emisor, el transistor está conectado en colector común.

(+) vcc

C
B
SEÑAL DE
ENTRADA E

SEÑAL DE
SALIDA

Esta configuración tiene las siguientes características:

1) La ganancia en tensión es menor o cercana a 1volt.
2) La ganancia en corriente es alta y positiva
3) La impedancia de entrada es muy alta
4) la impedancia de salida es muy baja
Esta configuración se la conoce también con el nombre de "seguidor de emisor"

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TRANSISTOR EN BASE COMUN

Cuando la señal ingresa por el emisor y sale por el colector, el transistor está conectado en base común.

Las características de esta configuración son las siguientes:

1) La ganancia de tensión es elevada y positiva
2) La ganancia de corriente es menor o cercana a 1 voltio
3) La impedancia de entrada es baja
4) La impedancia de salida es alta
Este tipo de configuración es muy común encontrarla en los sintonizadores de frecuencia modulada, en la etapa conocida
con el nombre de "Amplificador de Radiofrecuencia".

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